汽车用氧传感器按工作原理可分为三类：电压型（即ZrO2浓差电池式），电阻型（如采用TiO2、ZnO2等氧化物半导体），和电流型（或限流型）。其中，ZrO2电压型和TiO2半导体电阻型氧传感器都已实用，电流式氧传感器还处在试验阶段，但它具有电压型和电阻型氧传感器无与伦比的优点，已经成为世界各国研究的重要课题。
     北京航空航天大学研究人员攻克多层结构的共压、共烧以及混合电极等关键技术，研制出新型片式致密扩散阻挡层型限流氧传感器。该氧传感器的组成与氧泵相似，在阴极外有一个扩散阻挡层，扩散阻挡层限制到达固体电解质的氧气或氧离子的浓度，使流过固体电解质的电流大小主要由氧气或氧离子在扩散层中的扩散速度决定，从而当扩散趋于稳定时出现极限电流。在较大的汽车尾气氧气浓度范围（即λ宽域），此电流值与尾气中氧气分压成正比，因而可以实现对汽车尾气的全域监控。
     该氧传感器具有测氧线形范围宽，工作温度低，响应快，制备工艺简单等特点。有关成果已申请专利。在此产品的基础上，还可以进一步开发集成化多元气敏传感元件，可以测氧控制燃烧之外，还可以监测NOx,SOx,HC等燃烧排放物。
     与传统氧化锆管式氧传感器相比，新型片式致密扩散阻挡层型限流氧传感器具有以下特征：
     (1) 片式结构，制备工艺简单，成本低。
     (2) 电信号与氧浓度成线性关系，因此，特别适用于氧含量较高的领域。
     (3) 动作温度低，500-800℃。
     (4) 响应速度快。
     (5) 可集成对其他气体的测定。
     图1和图2分别给出了不同温度下限流与氧浓度的关系以及不同氧浓度下的响应与时间的关系。从图1可以看到，在400～700℃范围内，氧传感器的电流信号与氧浓度具有很好的线性关系，随着温度升高，极限电流对氧气浓度的线性范围变窄。从图2可以看到，随着氧浓度的升高，响应时间明显缩短，灵敏度大大提高。

图1不同温度下限流与氧浓度的关系

图2 不同氧浓度下的响应与时间的关系